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人工関節手術は年間約12万件以上行われているが、それにともない人工関節再置換術の頻度も増加している。再手術では骨欠損があり、それを充填することが必用である。。海外では骨欠損部が大きい場合にはallograftを使用することができるが、日本ではallograftの供給源も少なく倫理的にも使用が煩雑である。生体材料の進歩により非荷重部の海綿骨の骨欠損に対してはある程度の対応が可能となったが、荷重部などの力学的強度を必要とする部分では使用が制限される。そこで本研究の目的は、CaO-SiO_2 particleとpolyetheretherketone(PEEK)を用いて荷重部の骨欠損部に対して使用可能な新規生体材料を開発して評価することである。
変形性関節症患者から摘出したヒト骨様芽細胞とMC3T3細胞を、生体活性PEEK上および未活性PEEK上で3、7、21日間培養し、骨芽細胞分化マーカー(collagen type I、alkaline phosphatase、osteopontin、osteocalcin)のmRNA発現をリアルタイムPCR法にて検討した。また、osteopontin、osteocalcinの蛋白発現をウエスタンブロット法で評価した。MC3T3細胞とヒト骨芽様細胞を生体活性PEEK上で培養した場合、成熟した骨芽細胞から分泌されるosteopontin の mRNA発現量が、未活性PEEKに比べて培養3日目で高い値を示した。MC3T3細胞ではALPやcollagen type Iの発現は未活性PEEKの方が良好だったのに対し、ヒト骨芽様細胞では生体及び未活性PEEKで差はなかった。MC3T3の結果は必ずしもヒトの状態を反映しておらず、ヒトへの臨床応用を考えるとヒト由来細胞の使用が望ましい。
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